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2018年6月 6日 (水)

ケーブルで音が変わる理由5 縦振動と横振動

 ケーブルの交換によって音質は変化しますが、その理由について書いています。まず電気的特性による変化は小さく、また心理効果によって変化して聞こえる現象も大きなも影響はないと推察しました。

 次に、振動について、前回はケーブルの振動によって音質が変化することについて、7つの根拠を挙げて議論しました。

 振動には縦振動と横振動があります。縦振動は波の進行方向に振動する(ケーブルでいうと伸長方向)波動であり粗密波です、横振動とは波の進行方向と垂直な方向に振動する波動です。タイムドメインの由井社長はオーディオの音質に影響するのは縦波であるとの考え方を提示しており、私はそれによってケーブルによる音質変化は決着していると考えています。ここではそのことの妥当性検証として、ケーブルの横振動が音の影響しないと思われることについて、理由を書いてみたいと思います。

・縦振動のほうが伝わりやすい
まず、単純に、横振動はケーブルのズレを伝播する波であるので、密度を伝播する縦振動にくらべて距離を伝わりにくいということがあります。遠くまで伝われば、その分だけ影響しやすくなります。

・横振動によって音質変化を生じる機構が不明である。
ケーブルが横振動するとどのような機構で音質変化を生じるのでしょうか。一つは、ケーブルが左右(上下)に振動したときにフレミングの右手の法則により電流を発生する現象が挙げられます。この電流発生には磁場が必要ですが、機器外部に出ているケーブルについて地磁気くらいしか働きません。地磁気だけのところで電線が運動したところで、全く問題はなさそうです。

 なお、フレミング右手の法則による起電力の大きさは
磁界B[T]
導体の速度v[m/s]
導体の長さl[m]
磁界と導体のなす角θ[°]
として、誘導起電力e[V]は、
e=Blvsinθ[V]
となります。

ケーブルが周波数1kHz、振幅0.05mm(目視できない程度の大きさ)で振動しているものとし、地球磁場を45μT、sinθを0.9とすると

e=6.4[μV/m]となります。

これは非常に小さい値ではないでしょうか。

 通信の規格によっては微妙に変化する可能性も全くなくはないのでしょうが、それならそれで小さい電圧の信号を使っている場合に限ってケーブルのよる音の違いがあるということになるはずであり、観測事実と一致しません。また、ケーブルの方角による変化も報告されていません(ただし、こちらは一般には変化幅が小さいため、わからなくても当然かもしれません)
このことを考えると、「ケーブルの横振動とフレミングの右手の法則による音質変化はない」と言ってよいと思います


 ・横振動しにくいケーブルの音質は良いわけではない
 ケーブルを太く重くすれば横振動しにくくなりますが、太く重いケーブルほど音が良いという現象はありません。
 また、振動対策としてケーブルに重しを載せたり、上下から挟み込んだり、留め具で固定したりする手法もあります。これらは横振動を強力に抑制します。同時に縦振動にも変化をもたらし、音質は変化しますが、むしろ音が悪くなったり、あるいはある部分はよくなるが、固有の色がつくなど一長一短である」例が見られ、必ず良くなる手法ではないようです。


 以上3つの根拠により、ケーブルの横振動はケーブルによる音質変化の主要因ではなく、ケーブルの振動により音が変わるならば、それは縦振動が原因と推測されます。

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